¿Cómo elegir entre láser de fibra continua y pulsada?

Los láseres de fibra representan una parte cada vez mayor de los láseres industriales año tras año debido a su estructura simple, bajo costo, alta eficiencia de conversión electro-óptica y buenos efectos de salida. Según las estadísticas, los láseres de fibra representaron el 52,7% del mercado de láseres industriales en 2020.

En función de las características del haz de salida, los láseres de fibra pueden dividirse en dos categorías: láser continuo y láser de impulsos. ¿Cuáles son las diferencias técnicas entre ambos y para qué escenarios de aplicación son adecuados cada uno? A continuación se presenta una sencilla comparación de aplicaciones en situaciones generales.

Como su nombre indica, la salida láser de un láser de fibra continua es continua y la potencia se mantiene a un nivel fijo. Esta potencia es la potencia nominal del láser. La ventaja de los láseres de fibra continua es su funcionamiento estable a largo plazo.

El láser de pulso es "intermitente". Por supuesto, este tiempo intermitente suele ser muy corto, normalmente medido en milisegundos, microsegundos o incluso nanosegundos y picosegundos. En comparación con el láser continuo, la intensidad del láser de impulsos cambia constantemente, por lo que existen los conceptos de "cresta" y "depresión".

Mediante la modulación de impulsos, el láser pulsado puede liberarse rápidamente y alcanzar la máxima potencia en la posición de pico, pero debido a la existencia de la depresión, la potencia media es relativamente baja. Es concebible que si la potencia media es la misma, el pico de potencia del láser pulsado pueda ser mucho mayor que el del láser continuo, alcanzando una densidad de energía mayor que el láser continuo, lo que se refleja en la mayor capacidad de penetración en el procesado de metales. Al mismo tiempo, también es adecuado para materiales sensibles al calor que no pueden soportar un calor elevado sostenido, así como para algunos materiales de alta reflectividad.

A través de las características de potencia de salida de ambos, podemos analizar las diferencias de aplicación.

Los láseres de fibra CW suelen ser adecuados para:

1. Procesamiento de grandes equipos, como maquinaria de vehículos y barcos, corte y procesamiento de grandes planchas de acero, y otras ocasiones de procesamiento que no son sensibles a los efectos térmicos pero sí al coste.

2. Se utiliza en el corte quirúrgico y la coagulación en el campo médico, como la hemostasia después de la cirugía, etc.

3. Ampliamente utilizado en sistemas de comunicación por fibra óptica para la transmisión y amplificación de señales, con gran estabilidad y bajo ruido de fase.

4. Se utiliza en aplicaciones como análisis espectral, experimentos de física atómica y lidar en el campo de la investigación científica, proporcionando una salida láser de alta potencia y alta calidad de haz.

Los láseres de fibra pulsada suelen ser adecuados para:

1. Procesamiento de precisión de materiales que no pueden soportar fuertes efectos térmicos o materiales quebradizos, como el procesamiento de chips electrónicos, vidrio cerámico y piezas biológicas médicas.

2. El material tiene una alta reflectividad y puede dañar fácilmente el propio cabezal láser debido a la reflexión. Por ejemplo, el procesamiento de materiales de cobre y aluminio

3. Tratamiento superficial o limpieza del exterior de sustratos fácilmente dañados

4. Situaciones de procesamiento que requieren alta potencia a corto plazo y penetración profunda, como corte de chapa gruesa, perforación de material metálico, etc.

5. Situaciones en las que es necesario utilizar pulsos como características de la señal. Como las comunicaciones por fibra óptica y los sensores de fibra óptica, etc.

6. Utilizado en el campo biomédico para cirugía ocular, tratamiento de la piel y corte de tejidos, etc., con alta calidad de haz y rendimiento de modulación.

7. En impresión 3D, se puede lograr la fabricación de piezas metálicas con mayor precisión y estructuras complejas

8. Armas láser avanzadas, etc.

Existen algunas diferencias entre los láseres de fibra pulsada y los láseres de fibra continua en cuanto a principios, características técnicas y aplicaciones, y cada uno es adecuado para ocasiones diferentes. Los láseres de fibra pulsada son adecuados para aplicaciones que requieren picos de potencia y rendimiento de modulación, como el procesamiento de materiales y la biomedicina, mientras que los láseres de fibra continua son adecuados para aplicaciones que requieren gran estabilidad y alta calidad del haz, como las comunicaciones y la investigación científica. Elegir el tipo de láser de fibra adecuado en función de las necesidades específicas ayudará a mejorar la eficacia del trabajo y la calidad de la aplicación.